Με τον όρο “μικροβίωμα” αναφερόμαστε στους μικροοργανισμούς που ζουν σε κάποια περιοχή του οργανισμού και συνήθως αυτή η περιοχή είναι το έντερο. Ωστόσο, ένα αναδυόμενο σύνολο στοιχείων υποδηλώνει την παρουσία ενός μικροβιώματος του εγκεφάλου.
Αυτό το άρθρο θα περιγράψει τα ευρήματα που οδήγησαν σε αυτή την ιδέα μαζί με πιθανές οδούς για τη χρήση της στην έρευνα και τη διαμάχη που έχει δημιουργήσει αυτή η θεωρία από τότε.
Η έννοια του μικροβιώματος του εγκεφάλου
Ένα μικροβίωμα είναι μια κοινότητα βακτηρίων, μυκήτων και ιών που ζουν μέσα σε ένα βιότοπο. Έτσι, η υπόθεση ότι ο εγκέφαλος περιέχει ένα μικροβίωμα προϋποθέτει ότι βακτήρια, ιοί ή / και μύκητες υπάρχουν κανονικά μέσα στον εγκέφαλο.
Η αρχική πρόταση του φυσικού βακτηρίου που υπάρχει στον εγκέφαλο προήλθε από μια μελέτη το 2013, διερευνώντας αρχικά εάν παρατηρήθηκε μικροβιακή διήθηση στον εγκέφαλο σε ασθενείς με HIV / AIDS. Αυτή η μελέτη από τους Branton et al. παρατήρησε μη ανθρώπινες αλληλουχίες RNA που ευθυγραμμίζονται με πάνω από 170 βακτήρια και φάγους.
Κρίσιμα, αυτή η μελέτη μεταμόσχευσε επίσης τον ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό σε ανοσοκατεσταλμένα ποντίκια, όπου μετά, ανιχνεύθηκαν οι ίδιες βακτηριακές αλληλουχίες. Αυτές οι αλληλουχίες δεν ανιχνεύθηκαν σε μια παράλληλη ομάδα ποντικών στην οποία ο μεταμοσχευμένος ιστός υποβλήθηκε σε θερμική επεξεργασία.
Η εμφάνιση μικροβιακού RNA στους εγκεφάλους ελέγχου (όπου το ανοσοποιητικό σύστημα θα πρέπει να είναι πλήρως λειτουργικό) δεν συνάδει με την πεποίθηση ότι ο εγκέφαλος είναι ένα αποστειρωμένο όργανο. Επιπλέον, η ανίχνευση μικροβιακού RNA στην ομάδα που δεν έχει υποστεί θερμική επεξεργασία υποδηλώνει ότι τα ανιχνευθέντα βακτήρια ήταν ζωντανά.
Οι τρέχουσες τεχνικές για την ανίχνευση της παρουσίας μικροοργανισμών στον εγκέφαλο βασίζονται στην ανάκτηση και την ανάγνωση ξένου RNA ή DNA εντός του εγκεφάλου, όπως στην ενίσχυση RNA 16S ή στη μεταγονιδιωματική αλληλούχιση υψηλής απόδοσης.
Επιπτώσεις ενός μικροβιώματος εγκεφάλου
Το μικροβίωμα του εγκεφάλου μπορεί επίσης να διαδραματίσει ρόλο στην εγκεφαλική νόσο, παράλληλα με την παρουσία του σε υγιή άτομα. Οι μικροοργανισμοί έχουν εμπλακεί στην παθογένεση της νόσου του Alzheimer (AD). Μια μελέτη που συνέκρινε δείγματα από εγκεφάλους ελέγχου έναντι εγκεφάλων με AD διαπίστωσε υπεραφθονία βακτηρίων και ειδών μυκήτων στα δείγματα AD.
Παραδοσιακά, ο εγκέφαλος θεωρείται ένα αποστειρωμένο περιβάλλον, που σημαίνει ότι δεν περιέχει ζωντανούς μικροοργανισμούς. Προηγουμένως, η διείσδυση μικροοργανισμών στον εγκέφαλο θεωρήθηκε μόνο στο πλαίσιο της μόλυνσης, όπως ο ιός του απλού έρπητα-1.
Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός (BBB) θεωρείται ένας από τους μεγαλύτερους παράγοντες που συμβάλλουν στην προνομιακή ανοσολογική κατάσταση του εγκεφάλου. Υπό κανονικές συνθήκες, ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός είναι σχεδόν αδιαπέραστος από τα περισσότερα μεγάλα μόρια, όπως οι μικροοργανισμοί. Ως εκ τούτου, συμβατικά, θεωρήθηκε ότι σε άτομα με υγιή αιματοεγκεφαλικό φραγμό, μικροοργανισμοί όπως βακτήρια, δεν πρέπει να βρίσκονται στον εγκέφαλο.
Επιστημονική διαμάχη και προκλήσεις
Μία από τις κύριες κριτικές της έννοιας του μικροβιώματος του εγκεφάλου προκύπτει από το ενδεχόμενο ότι οι παρατηρούμενες μικροβιακές αλληλουχίες είναι προϊόν μόλυνσης. Αυτή η μόλυνση μπορεί να προκύψει από την ανάκτηση του ιστού. Αυτή η πιθανότητα οι ανιχνευμένοι μικροοργανισμοί να είναι τεχνουργήματα (ψευδώς θετικά αποτελέσματα που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της μελέτης) έχει οδηγήσει σε σκεπτικισμό σχετικά με την ύπαρξη του μικροβιώματος του εγκεφάλου.
Η μεθοδολογία των μελετών που συνδέουν ένα πιθανό μικροβίωμα του εγκεφάλου με νευροεκφυλιστικές διαταραχές έχει επικριθεί για πιθανούς συγχυτικούς παράγοντες που μπορεί να οδηγήσουν στις παρατηρήσεις αυτών των μελετών.
Σε αυτές τις μελέτες, λόγω της φύσης των νευροεκφυλιστικών διαταραχών, οι συμμετέχοντες είναι συχνά μεγαλύτεροι. Η επιδείνωση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού που οδηγεί σε «διαρροή» συνδέεται με την αύξηση της ηλικίας στους ενήλικες, με ισχυρές ενδείξεις διαταραχής της AD.
Επιπλέον, η δύναμη του ανοσοποιητικού συστήματος μειώνεται με την ηλικία. Έτσι, υπάρχει η πιθανότητα τα μικρόβια που παρατηρούνται σε ασθενείς με νευροεκφυλιστικές διαταραχές να είναι δευτερογενή στη διήθηση μετά τον εκφυλισμό, παρά ο οδηγός των νευροεκφυλιστικών αλλαγών.
Οι τρέχουσες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση μικροοργανισμών στον εγκέφαλο βασίζονται σε προηγούμενη γνώση των αλληλουχιών DNA / RNA μικροοργανισμών. Ως εκ τούτου, υπάρχει η πιθανότητα να χαθούν πολλοί άγνωστοι μικροοργανισμοί. Δυνητικά σημαίνει ότι το μικροβίωμα του εγκεφάλου είναι μεγαλύτερο από ό, τι υποθέτουμε σήμερα όσον αφορά τα είδη.
Δυνητικοί μηχανισμοί και οδοί
Αν και δεν έχει διαμορφωθεί μια ενοποιημένη θεωρία για τον μικροβιακό αποικισμό του εγκεφάλου, πολλές ερευνητικές ομάδες έχουν προτείνει τρόπους με τους οποίους συμβαίνει αυτό. Οι Weber et al σημείωσαν ότι συγκεκριμένα είδη βακτηρίων που εντοπίστηκαν σε μελέτες που διερεύνησαν το μικροβίωμα του εγκεφάλου στην AD βρίσκονται συνήθως στο στοματικό μικροβίωμα.
Ως εκ τούτου, υπέθεσαν ότι, ότι οι παθογόνες αλλαγές στην στοματική κοιλότητα (συχνά παρατηρείται σε AD) μπορεί να βλάψει τους συνδετικούς ιστούς. Αυτή η καταστροφή ιστού απελευθερώνει βακτήρια από τη στοματική κοιλότητα, επιτρέποντας τη μόλυνση του νευρικού συστήματος. Μερικά από αυτά τα βακτήρια μπορούν να δημιουργήσουν ένα βιοφίλμ, μέσω της παραγωγής αμυλοειδών πρωτεϊνών.
Αυτά τα βακτηριακά αμυλοειδή μοιράζονται ομοιότητες με τις εκδόσεις που προκαλούν ασθένειες. Αυτά τα αμυλοειδή μπορούν στη συνέχεια να επιτρέψουν σε άλλες φυσικές αμυλοειδείς πρωτεΐνες να συσσωρευτούν και να σχηματίσουν αποικίες, ξεκινώντας την παθογένεση της AD.
Μελλοντικές κατευθύνσεις στην έρευνα
Η έννοια του μικροβιώματος του εγκεφάλου είναι ακόμα στα σπάργανα. Ενώ έχουν γίνει σημαντικά βήματα για την περαιτέρω αποσαφήνιση αυτής της έννοιας, μια πραγματική επισκόπηση του μικροβιώματος του εγκεφάλου δεν έχει ακόμη παρασχεθεί. Καθώς ο τομέας αυτός εξακολουθεί να αναπτύσσεται, εξακολουθούν να υπάρχουν απαραίτητα βήματα που πρέπει να γίνουν στη μελλοντική έρευνα για την επαλήθευση αυτών των αποτελεσμάτων.
Όπως τονίστηκε προηγουμένως, η πιθανότητα ανίχνευσης μικροοργανισμών σε δείγματα εγκεφάλου μπορεί να προκύψει λόγω της ηλικίας του υποκειμένου και της επιδείνωσης του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι μελέτες θα πρέπει να επικεντρωθούν στη διερεύνηση πολλαπλών ηλικιακών ομάδων. Αυτό μπορεί να αποσαφηνίσει εάν αυτά τα ανιχνευόμενα μικρόβια οφείλονται σε αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία ή είναι μια πραγματική αναπαράσταση ενός μικροβιώματος του εγκεφάλου.
Καθώς το ανθρώπινο μικροβίωμα του εντέρου είναι δυνητικά μοναδικό για το άτομο, το ίδιο πράγμα μπορεί να ισχύει και για το μικροβίωμα του εγκεφάλου. Ως εκ τούτου, η μελλοντική έρευνα μπορεί να επιδιώξει να αναλύσει δείγματα εγκεφάλου ατόμων παράλληλα. Αυτό θα επέτρεπε στους ερευνητές να παρατηρήσουν εάν τα ανιχνευμένα μικρόβια ποικίλλουν μεταξύ των ατόμων, γεγονός που θα μπορούσε ενδεχομένως να επιβεβαιώσει την παρουσία ενός μικροβιώματος του εγκεφάλου.
Καθώς το μικροβίωμα του εγκεφάλου μπορεί να διαδραματίσει ρόλο σε νευροεκφυλιστικές διαταραχές όπως η AD, η καλύτερη κατανόηση αυτής της σχέσης μπορεί να ενημερώσει καλύτερα τις μελλοντικές θεραπείες. Εάν τα μικρόβια οδηγούν ή παίζουν ρόλο στις σχετικές νευροεκφυλιστικές αλλαγές, υπάρχουν ευκαιρίες για χρήση στοχευμένης θεραπείας.
Στην περίπτωση της υπόθεσης ότι τα βακτήρια από τη στοματική κοιλότητα παίζουν ρόλο στην υποκίνηση της AD, η λακτοφερίνη μπορεί να αντιπροσωπεύει μια σημαντική θεραπευτική. Η λακτοφερίνη είναι μια πρωτεΐνη που προέρχεται από τη στοματική κοιλότητα με αντιμικροβιακές ιδιότητες. Συνήθως, η λακτοφερίνη βοηθά στη διατήρηση του στοματικού μικροβιώματος στην ομοιόσταση. Ωστόσο, η λακτοφερίνη έχει επίσης δείξει υπόσχεση ως θεραπευτική στον τομέα των νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
Το μικροβίωμα του εγκεφάλου είναι μια συναρπαστική έννοια, που εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Ενώ υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι ένα πιθανό μικροβίωμα του εγκεφάλου παίζει ρόλο στην ανθρώπινη υγεία, ο σκεπτικισμός γύρω από τις μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή αυτών των συμπερασμάτων εξακολουθεί να υπάρχει. Αυτή η έρευνα μπορεί να αποδειχθεί εξαιρετικά σημαντική, ενδεχομένως ανακαλύπτοντας νέες οδούς θεραπείας για νευροεκφυλιστικές διαταραχές όπως η AD.
